运用叠加定理解题

求V0表达式。

第1个回答  2015-09-25
  解:针对同相输入端,根据KCL:(Vi3-Vp)/R3+(Vi4-Vp)/R4=Vp/R5
  即:(Vi3-Vp)/10+(Vi4-Vp)/20=Vp/30
  解得:Vp=(6Vi3+3Vi4)/11。
  针对反相输入端,根据KCL:(Vi1-Vn)/40+(Vi2-Vn)/25=(Vn-Vo)/50。
  化简:Vo=(17Vn-5Vi1-8Vi2)/4。
  根据运算放大器“虚短”的概念:Vp=Vn,所以:
  Vo=17Vp/4-5Vi1/4-2Vi2=51Vi3/22+51Vi4/44-5Vi1/4-2Vi2。
  叠加定理:为书写方便,将Vi1、Vi2、Vi3和Vi4简写为:V1、V2、V3和V4。
  1、V1单独作用时,其他信号源短路接地。由于V3、V4的接地,使得Vp=0,根据“虚短”则Vn=0。所以:(V1-0)/40=(0-Vo')/50,得到:Vo'=-50V1/40=-5V1/4。
  2、V2单独作用时,其他信号源短路接地。同V1单独作用时相似,得到:Vo"=-50V2/25=-2V2。
  3、V3单独作用时,其他信号源短路接地。此时R4、R5变为并联,所以Vp=V3×(R4∥R5)/(R4∥R5+R3)=V3×12/(10+12)=6V3/11=Vn。
  由于V1、V2都接地,所以Vn/(40∥25)=(Vo"'-Vn)/50,得到:
  13Vn/200=(Vo'"-Vn)/50。
  Vo'"=17Vn/4=(17/4)×(6/11)×V3=51V3/22。
  4、V4单独作用时,其他信号源短路接地。同V3单独作用类似,Vp=V4×(10∥30)/(10∥30+20)=3V4/11=Vn。
  (Vn-0)/(40∥25)=(Vo""-Vn)/50。
  Vo""=17Vn/4=(17/4)×(3/11)×V4=51V4/44。
  根据叠加定理:Vo=Vo'+Vo"+Vo'"+Vo""=-5V1/4-2V2+51V3/22+51V4/44。
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